(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）多数のチャネルが並ぶ検出器列を複数列備えたマルチＸ線検出器の第１端の検出器列の一端または両端の１または複数のチャネルを第１参照チャネルとし、前記マルチＸ線検出器の第２端の検出器列の一端または両端の１または複数のチャネルを第２参照チャネルとし、アイソセンタの回りにＸ線管およびマルチＸ線検出器の少なくとも一方が回転した時に第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の比が変動せずに目標値になるようにコリメータの位置を追従制御し、
（２）第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の和が減少傾向にあり且つ第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になった時に上記追従制御を停止し、
（３）追従制御を停止している状態で第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になった時に上記追従制御を再開する、
ことを特徴とするコリメータ追従制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のコリメータ追従制御方法において、前記（３）の代わりに、
（３）追従制御を停止している状態で第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になるか又は追従制御の停止から半回転した時に上記追従制御を再開する、
ことを特徴とするコリメータ追従制御方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のコリメータ追従制御方法において、追従制御の開始から第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が判別開始用閾値以下になるまでは上記追従制御を停止しないことを特徴とするコリメータ追従制御方法。
【請求項４】
多数のチャネルが並ぶ検出器列を複数列備えたマルチＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置であって、
（１）マルチＸ線検出器の第１端の検出器列の一端または両端の１または複数のチャネルを第１参照チャネルとし、前記マルチＸ線検出器の第２端の検出器列の一端または両端の１または複数のチャネルを第２参照チャネルとし、アイソセンタの回りにＸ線管およびマルチＸ線検出器の少なくとも一方が回転した時に第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の比が変動せずに目標値になるようにコリメータの位置を追従制御する追従制御手段と、
（２）第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の和が減少傾向にあり且つ第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になった時に上記追従制御を停止する追従制御停止手段と、
（３）追従制御を停止している状態で第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になった時に上記追従制御を再開する追従制御再開手段と、
を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記追従制御再開手段の代わりに、追従制御を停止している状態で第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になるか又は追従制御の停止から半回転した時に上記追従制御を再開する追従制御再開手段を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置において、前記記追従制御停止手段は、追従制御の開始から第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が判別開始用閾値以下になるまでは追従制御を停止しないことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コリメータ追従制御方法およびＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、さらに詳しくは、コリメータとマルチＸ線検出器の相対位置が変動しないように且つ参照チャネルへ入射するＸ線が被検体に遮られた場合でも不適正にならないようにコリメータを追従制御することが出来るコリメータ追従制御方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、Ｘ線管、コリメータおよびツインＸ線検出器を示す模式図である。
第１検出器列２７Ａは、第１チャネル２７Ａ１から第Ｎチャネル２７ＡＮまでのＮ個のチャネルと、第１チャネル２７Ａの外側に配設された左参照チャネル２７ＡＬと、第Ｎチャネル２７ＡＮの外側に配設された右参照チャネル２７ＡＲとからなり、これらチャネルは円弧状に並んでいる。
同様に、第２検出器列２７Ｂも、第１チャネルから第ＮチャネルまでのＮ個のチャネルと、第１チャネルの外側に配設された左参照チャネル２７ＢＬと、第Ｎチャネルの外側に配設された右参照チャネル２７ＢＲとからなり、これらチャネルは円弧状に並んでいる。
【０００３】
前記参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲ，２７ＢＬおよび２７ＢＲの出力は、種々の補正に利用される。これら参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲ，２７ＢＬおよび２７ＢＲを検出器列２７Ａ，２７Ｂの端に配設しているのは、それらへ入射するＸ線を被検体に遮られないためである。
【０００４】
Ｘ線管２１から出射されたＸ線Ｉｏは、コリメータ２３のアパーチャＳを通ることで偏平なＸ線ビームＸｒとなり、ツインＸ線検出器２７の第１検出器列２７Ａおよび第２検出器列２７Ｂに入射する。
境界仮想線Ｐｏは、Ｘ線ビームＸｒのうちで第１検出器列２７Ａに入射する分と第２検出器列２７Ｂに入射する分の境界を示す仮想の線である。
Ｘ線管２１およびツインＸ線検出器２７の少なくとも一方が回転する時の回転中心であるアイソセンタＩＣにおけるＸ線ビームＸｒの幅を、Ｘ線ビーム幅Ｘｏという。また、Ｘ線ビーム幅Ｘｏのうちで第１検出器列２７Ａに入射する分の幅を、第１スライス厚ｄ１という。また、第２検出器列２７Ｂに入射する分の幅を、第２スライス厚ｄ２という。
【０００５】
第１スライス厚ｄ１と第２スライス厚ｄ２とは、コリメータ２３とツインＸ線検出器２７の相対位置およびアパーチャＳの開口幅により規定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
コリメータ２３とツインＸ線検出器２７の相対位置は、スキャン中、変動しないように維持される必要がある。このためには、参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲの出力合計値と２７ＢＬ，２７ＢＲの出力合計値の比が、スキャン中、変動せずに目標値になるように、コリメータ２３の位置を追従制御すればよい。
【０００７】
ところが、アイソセンタＩＣに対する被検体の位置が適正でないと、図７の（ａ）に示すように或る位置で参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲ，２７ＢＬおよび２７ＢＲへ入射するＸ線が被検体Ｋに遮られていなくても、図７の（ｂ）に示す半回転した位置で参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲ，２７ＢＬおよび２７ＢＲへ入射するＸ線が被検体Ｋに遮られる場合がある。この場合、参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲ，２７ＢＬ，２７ＢＲの出力に基づく追従制御は不適正になってしまい、相対位置の誤差が逆に大きくなってしまうことがある問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、コリメータとマルチＸ線検出器の相対位置が変動しないように且つ参照チャネルへ入射するＸ線が被検体に遮られた場合でも不適正にならないようにコリメータを追従制御することが出来るコリメータ追従制御方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、（１）多数のチャネルが並ぶ検出器列を複数列備えたマルチＸ線検出器の第１端の検出器列の一端または両端の１または複数のチャネルを第１参照チャネルとし、前記マルチＸ線検出器の第２端の検出器列の一端または両端の１または複数のチャネルを第２参照チャネルとし、アイソセンタの回りにＸ線管およびマルチＸ線検出器の少なくとも一方が回転した時に第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の比が変動せずに目標値になるようにコリメータの位置を追従制御し、（２）第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の和が減少傾向にあり且つ第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になった時に上記追従制御を停止し、（３）追従制御を停止している状態で第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になった時に上記追従制御を再開する、ことを特徴とするコリメータ追従制御方法を提供する。
上記第１の観点によるコリメータ追従制御方法では、上記（１）により、コリメータとマルチＸ線検出器の相対位置が変動しないように、コリメータを追従制御する。
また、上記（２）により、相対位置の誤差が追従制御により逆に大きくなってしまうことを防止する。すなわち、参照チャネルへ入射するＸ線の経路に被検体が入ってくる状況にあり且つ第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になった場合に追従制御を継続していると、相対位置の誤差が大きくなってしまいかねないので、追従制御を停止する。なお、第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の和が減少傾向でない場合は、参照チャネルへ入射するＸ線の経路に被検体が入ってくる状況でないので、追従制御を継続しても相対位置の誤差が大きくならないため、追従制御を停止しない。また、第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が停止用閾値より小さければ、追従制御を継続しても相対位置の誤差が大きくならないため、追従制御を停止しない。
また、上記（３）により、コリメータの追従制御を再開する。すなわち、第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が再開用閾値より小さければ、追従制御を再開しても相対位置の誤差が大きくならないため、追従制御を再開する。
再開用閾値は、ハンチングを避けるため、停止用閾値よりも小さくする。
【００１０】
第２の観点では、本発明は、上記構成のコリメータ追従制御方法において、前記（３）の代わりに、（３）追従制御を停止している状態で第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になるか又は追従制御の停止から半回転した時に上記追従制御を再開する、ことを特徴とするコリメータ追従制御方法を提供する。
上記第２の観点によるコリメータ追従制御方法では、第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が再開用閾値より小さければ、追従制御を再開しても相対位置の誤差が大きくならないため、追従制御を再開する。また、或る位置で参照チャネルへ入射するＸ線が被検体に遮られても、半回転した位置では遮られない位置に戻る場合が多いため、追従制御の停止から半回転した位置では、追従制御を再開する。
【００１１】
第３の観点では、本発明は、上記構成のコリメータ追従制御方法において、追従制御の開始から第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が判別開始用閾値以下になるまでは上記追従制御を停止しないことを特徴とするコリメータ追従制御方法を提供する。
追従制御を開始した時は、参照チャネルへ入射するＸ線が被検体に遮られていなくても、第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の和が減少傾向にあり且つ第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になる場合がある。この場合には、追従制御を停止すべきでない。
そこで、上記第３の観点によるコリメータ追従制御方法では、追従制御の開始から第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が判別開始用閾値以下になるまでは追従制御を停止しない。
判別開始用閾値は、追従制御の効果が得られるまで最初の追従制御を中断させないため、停止用閾値よりも小さくする。
【００１２】
第４の観点では、本発明は、多数のチャネルが並ぶ検出器列を複数列備えたマルチＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置であって、（１）マルチＸ線検出器の第１端の検出器列の一端または両端の１または複数のチャネルを第１参照チャネルとし、前記マルチＸ線検出器の第２端の検出器列の一端または両端の１または複数のチャネルを第２参照チャネルとし、アイソセンタの回りにＸ線管およびマルチＸ線検出器の少なくとも一方が回転した時に第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の比が変動せずに目標値になるようにコリメータの位置を追従制御する追従制御手段と、（２）第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が停止用閾値以上になり且つ第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の和が減少傾向にある時に上記追従制御を停止する追従制御停止手段と、（３）追従制御を停止している状態で第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になった時に上記追従制御を再開する追従制御再開手段と、を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第４の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第１の観点によるコリメータ追従制御方法を好適に実施できる。
【００１３】
第５の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記追従制御再開手段の代わりに、追従制御を停止している状態で第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が再開用閾値以下になるか又は追従制御の停止から半回転した時に上記追従制御を再開する追従制御再開手段を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第５の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第２の観点によるコリメータ追従制御方法を好適に実施できる。
【００１４】
第６の観点では、本発明は、上記構成のＸ線ＣＴ装置において、前記記追従制御停止手段は、追従制御の開始から第１参照チャネルと第２参照チャネルの出力の差が判別開始用閾値以下になるまでは追従制御を停止しないことを特徴とするＸ線ＣＴ装置を提供する。
上記第６の観点によるＸ線ＣＴ装置では、上記第３の観点によるコリメータ追従制御方法を好適に実施できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す発明の実施の形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００のブロック図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
【００１７】
前記コンソール１は、操作者の指示入力や情報入力などの受け付ける入力装置２と、スキャン処理や各種補正処理や画像再構成処理や本発明に係るコリメータ追従制御処理などを実行する中央処理装置３と、制御信号などを前記撮影テーブル１０や前記走査ガントリ２０とやり取りする制御インターフェース４と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ５と、前記データから再構成したＸ線画像を表示するＣＲＴ６と、プログラムやデータやＸ線画像を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００１８】
前記走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、コリメータコントローラ２４と、アイソセンタ（図２のＩＣ）の周りにＸ線管２１などを回転させる回転コントローラ２６と、２列の検出器列を有するツインＸ線検出器２７とを具備している。
【００１９】
図２は、Ｘ線管２１、コリメータ２３およびツインＸ線検出器２７を示す模式図である。
Ｘ線管２１から出射されたＸ線Ｉｏは、コリメータ２３のアパーチャＳを通ることで偏平なＸ線ビームＸｒとなり、ツインＸ線検出器２７の第１検出器列２７Ａおよび第２検出器列２７Ｂに入射する。
前記コリメータ２３のアパーチャＳの開口幅や位置は、前記中央処理装置３の指令に基づいて前記コリメータコントローラ２４が調整する。
境界仮想線Ｐｏは、Ｘ線ビームＸｒのうちで第１検出器列２７Ａに入射する分と第２検出器列２７Ｂに入射する分の境界を示す仮想の線である。
アイソセンタＩＣにおけるＸ線ビームＸｒの幅をＸ線ビーム幅Ｘｏという。また、Ｘ線ビーム幅Ｘｏのうちで第１検出器列２７Ａに入射する分の幅が第１スライス厚ｄ１であり、第２検出器列２７Ｂに入射する分の幅が第２スライス厚ｄ２である。
【００２０】
第１検出器列２７Ａは、第１チャネル２７Ａ１から第Ｎチャネル２７ＡＮまでのＮ個のチャネルと、第１チャネル２７Ａの外側に配設された第１検出器列左参照チャネル２７ＡＬと、第Ｎチャネル２７ＡＮの外側に配設された第１検出器列右参照チャネル２７ＡＲとからなり、これらチャネルは円弧状に並んでいる。
同様に、第２検出器列２７Ｂは、第１チャネルから第ＮチャネルまでのＮ個のチャネルと、第１チャネルの外側に配設された第２検出器列左参照チャネル２７ＢＬと、第Ｎチャネルの外側に配設された第２検出器列右参照チャネル２７ＢＲとからなり、これらチャネルは円弧状に並んでいる。
【００２１】
図３は、本発明の一実施形態にかかるコリメータ追従制御処理のフロー図である。このコリメータ追従制御処理は、スキャン開始と同時に起動される。
【００２２】
ステップＳ１では、アイソセンタＩＣの回りにＸ線管２１およびツインＸ線検出器２７が回転した時に第１検出器列参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲと第２検出器列参照チャネル２７ＢＬ，２７ＢＲの出力の比が変動せずに目標値になるようにコリメータ２３の位置を追従制御する。
具体的には、例えば、第１検出器列参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲの出力の和をＡとし、第２検出器列参照チャネル２７ＢＬ，２７ＢＲの出力の和をＢとし、比Ａ／Ｂの目標値をαとするとき、
Δ＝（Ａ−αＢ）／（Ａ＋αＢ）
が“０”％になるようにコリメータ２３の位置を追従制御する。
なお、目標値αは、第１スライス厚ｄ１と第２スライス厚ｄ２の比で決まり、
α＝ｄ１／ｄ２
である。
【００２３】
ステップＳ２では、スキャン終了ならコリメータ追従制御処理を終了し、スキャン終了でないならステップＳ３へ進む。
ステップＳ３では、第１検出器列参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲと第２検出器列参照チャネル２７ＢＬ，２７ＢＲの出力の差が判別開始用閾値以下になるまではコリメータ追従制御処理を継続し、判別開始用閾値以下になるとステップＳ４へ進む。
具体的には、例えば、判別開始用閾値を“５”％とするとき、
｜Ａ−αＢ｜／（Ａ＋αＢ）≦０.０５
ならステップＳ４へ進み、そうでないなら前記ステップＳ２に戻る。
【００２４】
ステップＳ４では、第１検出器列参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲと第２検出器列参照チャネル２７ＢＬ，２７ＢＲの出力の和（Ａ＋Ｂ）が減少傾向にないならステップＳ５へ進み、減少傾向にあるならステップＳ６へ進む。
具体的には、例えば、現ビューからその過去１５ビューまでの和（Ａ＋Ｂ）の総和を、現ビューの１つ前からその過去１５ビューまでの和（Ａ＋Ｂ）の総和で割り、その商が“１以下”でないならステップＳ５へ進み、“１以下”ならステップＳ６へ進む。
【００２５】
ステップＳ５では、スキャン終了ならコリメータ追従制御処理を終了し、スキャン終了でないなら前記ステップＳ４に戻る。
【００２６】
ステップＳ６では、第１検出器列参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲと第２検出器列参照チャネル２７ＢＬ，２７ＢＲの出力の差が停止用閾値以上でないなら前記ステップＳ５に戻り、停止用閾値以上ならステップＳ７へ進む。
具体的には、例えば、停止用閾値を“１０”％とするとき、
｜Ａ−αＢ｜／（Ａ＋αＢ）≧０.１０
でないなら前記ステップＳ５に戻り、そうならステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、追従制御を停止する。
【００２７】
ステップＳ８では、第１検出器列参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲと第２検出器列参照チャネル２７ＢＬ，２７ＢＲの出力の差が再開用閾値以下ならステップＳ９へ進み、再開用閾値以下でないならステップＳ１０へ進む。
具体的には、例えば、再開用閾値を“５”％とするとき、
｜Ａ−αＢ｜／（Ａ＋αＢ）≦０.０５
ならステップＳ９へ進み、そうでないならステップＳ１０へ進む。
【００２８】
ステップＳ９では、追従制御を再開する。そして、前記ステップＳ４に戻る。
【００２９】
ステップＳ１０では、追従制御を停止した位置から半回転したかチェックし、半回転したなら前記ステップＳ９に戻り、半回転してないならステップＳ１１へ進む。
【００３０】
ステップＳ１１では、スキャン終了ならコリメータ追従制御処理を終了し、スキャン終了でないなら前記ステップＳ８に戻る。
【００３１】
図４は、上記コリメータ追従制御処理の経過例を示すタイムチャートである。
スキャン開始すなわち追従制御開始から｜Ａ−αＢ｜／（Ａ＋αＢ）が判別開始用閾値以下になるまでは、追従制御が継続される。
｜Ａ−αＢ｜／（Ａ＋αＢ）が判別開始用閾値以下になると判別動作すなわちステップＳ４〜Ｓ６の動作を開始する。
Σ（Ａ＋αＢ）が減少傾向にあり且つ｜Ａ−αＢ｜／（Ａ＋αＢ）が停止用閾値以上になると、追従制御が停止される。
｜Ａ−αＢ｜／（Ａ＋αＢ）が再開用閾値以下になると、追従制御が再開される。
【００３２】
図５は、上記コリメータ追従制御処理の別の経過例を示すタイムチャートである。
スキャン開始すなわち追従制御開始から｜Ａ−αＢ｜／（Ａ＋αＢ）が判別開始用閾値以下になるまでは、追従制御が継続される。
｜Ａ−αＢ｜／（Ａ＋αＢ）が判別開始用閾値以下になると判別動作すなわちステップＳ４〜Ｓ６の動作を開始する。
Σ（Ａ＋αＢ）が減少傾向にあり且つ｜Ａ−αＢ｜／（Ａ＋αＢ）が停止用閾値以上になると、追従制御が停止される。
追従制御を停止した位置から半回転したなら、追従制御が再開される。
【００３３】
以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、コリメータ２３とツインＸ線検出器２７の相対位置すなわちＸ線ビームＸｒとツインＸ線検出器２７の相対位置が変動しないように、且つ、参照チャネル２７ＡＬ，２７ＡＲ，２７ＢＬ，２７ＢＲへ入射するＸ線が被検体Ｋに遮られた場合でも不適正にならないように、コリメータ２３を追従制御することが出来る。
【００３４】
なお、３以上の検出器列を有するＸ線検出器を用いた場合でも、Ｘ線ビームＸｒの幅方向の両端に当たる２つの検出器列について上記と同様にコリメータ追従制御処理を実施すれば、本発明を適用することが出来る。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のコリメータ追従制御方法およびＸ線ＣＴ装置によれば、コリメータとマルチＸ線検出器の相対位置が変動しないように且つ参照チャネルへ入射するＸ線が被検体に遮られた場合でも不適正にならないようにコリメータを追従制御することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
【図２】Ｘ線管、コリメータおよびツインＸ線検出器を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるコリメータ追従制御処理を示すフロー図である。
【図４】コリメータ追従制御処理の経過例を示すタイムチャートである。
【図５】コリメータ追従制御処理の別の経過例を示すタイムチャートである。
【図６】Ｘ線管、コリメータおよびツインＸ線検出器を示す模式図である。
【図７】Ｘ線管およびＸ線検出器の回転位置によって参照チャネルへ入射するＸ線が被検体に遮られる場合を示す説明図である。
【符号の説明】
３                中央処理装置
４                制御インターフェース
２０              走査ガントリ
２１              Ｘ線管
２３              コリメータ
２４              コリメータコントローラ
２７              ツインＸ線検出器
２７Ａ            第１検出器列
２７ＡＬ          第１検出器列左参照チャネル
２７ＡＲ          第１検出器列右参照チャネル
２７Ｂ            第２検出器列
２７ＢＬ          第２検出器列左参照チャネル
２７ＢＲ          第２検出器列右参照チャネル
１００            Ｘ線ＣＴ装置
Ｓ                アパーチャ
【図１】
0004535600.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004535600.tif 000008